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【摘 要】随着我国桥梁建设的飞速发展，在桥梁工程下部结构中大量采用了钻孔灌注桩基础，而钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩的好坏直接影响到桥梁的承载力和桥梁的安全使用功能。本文就钻孔灌注桩施工工艺和施工中易出现的质量问题及监理过程中的监控要点和常见问题的一般处理方法进行探讨。
【关键词】桥梁；钻孔灌注桩；质量；控制
1、钻孔桩施工工艺
钻孔前的准备工作：钻孔前的准备工作主要包括桩位放样，整理平整场地，布设施工便道，设置供电及供水系统，制作和埋设护筒，制作钻孔架，泥浆的制备和准备钻孔机具等。施工前，对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台，桩基处在旱地时，清除杂物后进行夯压密实。
钻孔桩施工基本使用钢护筒，采用10mm钢板制作，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。所做的护筒直径比桩径大20cm左右，长度为适宜的护筒埋深加高出部分。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其位置偏差不大于50mm，倾斜度不大于1%。
泥浆池及泥浆制作
泥浆池的设置：泥浆制备储备池、泥浆回收沉淀池和钻渣储存池的布置要紧凑合理，泥浆池容量要满足泥浆循环需要。
泥浆配制及使用：根据膨润土的性能，土层护壁需要确定泥浆配合比和需要数量，并进行泥浆性能试验。
泥浆比重：正循环旋转钻和冲击钻入孔泥浆比重宜采用1.1-1.3，遇有卵石层及地质条件变化界面不宜大于1.4；岩石不宜大于1.2；黏度：一般地层16-22s，松散易坍地层19-28s；含砂率：新制泥浆不大于4%；胶体率：不小于95%。PH值：应大于6.5。泥浆制备时采用泥浆搅拌机在孔外制浆。
钻机就位：埋设好护筒后，即可进行钻机就位，就位时，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于50mm.
2、钻孔桩主要工序及控制要点
2.1 在灌注桩施工前，应做以下工作：①检查施工单位质量、安全保证体系及保证措施，检查施工管理人员执业资格证书、特种作业人员的特种作业证书。②对分包单位资格进行审核（若有）。③审批桩基施工专项方案。④检查桩基施工机具。⑤编制专项监理实施细则和安全监理实施细则。
2.2 钻机就位前复核桩位。检查护筒埋设的平面位置及标高，护筒埋入原状土中应保证准确、稳定、垂直，护筒中心与桩位中心应保证重合，其中心偏差不得大于50mm，护筒顶端宜高出地下水位1.5～2.0m，护筒处于旱地时应高出地面0.3m，验收合格后必须用粘土、碎石将其外侧夯实加以固定。
2.3钻进过程中，检查护壁泥浆是否符合施工组织设计要求，对钻进过程出现的异常情况及时记录。同时要检查钻机的平整情况。
2.4终孔钻进至设计要求的桩底标高后，停止钻进，丈量机上余尺，确定深度。
终孔后进入一清阶段，一清宜用慢转速，大泵量进行清孔。一清的主要目的是清渣，一清结束，起钻前核定孔深，为二清控制沉渣打好基础。
2.5钢筋笼现场制作过程中，对需下孔的钢筋笼检查几何尺寸、钢筋的规格、焊接质量、螺旋筋、加劲筋间距和与主筋点焊质量，并严格进行钢筋质检。所用焊条必须有合格证，焊条要求Ⅰ级钢与Ⅰ级钢、Ⅰ级钢与Ⅱ级钢的焊接，采用E43型焊条，Ⅱ级钢与Ⅱ级钢的焊接采用E50型焊条。所下钢筋笼采用分段连接，周边应每隔3.0m设一组保护层，保护层一组3块，以满足桩基保护层厚度要求。放置钢筋笼时，要根据各孔地（筒）面标高情况检查吊筋长度及固定情况。钢筋笼制作：钢筋型号、尺寸、钢筋间距，钢筋骨架刚度、保护层、钢筋笼焊接质量、声测管安装等应符合设计及规范要求。
2.6 导管使用前应预拼，并作水密试验，试压压力取最长孔深孔底水压力的1.3倍；封孔导管使用前应作预拉试验，预拉拉力取最长导管的自重及导管内充满混凝土的重量计（扣除浮力）。
2.7灌注混凝土前根据各桩孔地（筒）面标高，检查导管长度是否满足灌注要求，下部导管口到孔底应保持在400-600mm内，以便能使隔水塞排出。初灌结束后，正常灌注时，混凝土埋管不低于1-3m，但不要埋管太深，造成堵管。
2.8 钻孔成孔质量标准
钻孔灌注桩的孔位、孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度及清孔后泥浆指标控制如下：
3、常见的问题及预防措施
3.1 堵管处理
导管发生堵塞的原因有：初灌时导管离孔底太近，颠管时导管底部插入沉渣中导致堵塞；级配或水灰比不正确出现混凝土离析，使混凝土的流动性降低；混凝土中夹有较大石子，卡住导管；混凝土灌注不连续、在管中停留时间太长，使已灌注的水下混凝土凝固，也会出现导管堵塞。若初灌时发生堵塞现象，不要存在迁就施工想法，应马上要求施工人员将导管提出，将导管内的混凝土取出，及时清除导管内混凝土，并重新将导管下入孔底再次清孔，孔深经监理人员检查并符合要求后可重新灌注混凝土。
3.2 塌孔
3.2.1 塌孔的成因
孔壁坍塌一般是因預先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。监理人员必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜；再者，在特殊地层钻进应要求采用优质泥浆护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，以保证桩身质量。
在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度，胶体率的泥浆或高质量泥浆，冲击钻孔时投入粘土，掺片，卵石，低冲程锤击，使粘土膏片，卵石挤入孔壁起护壁作用。 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上 1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度，供浆（水）管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止，应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；在钻孔过程中，如果出现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣明显增加，而进尺慢或停止，就表示有坍孔。一旦坍孔，钻孔就无法进行，易造成掉钻，埋钻事故。成孔速度太快，泥浆护壁来不及形成泥膜，泥浆浓度和密度不足，起不到可靠的护壁的作用；护筒深度不够，下端孔口处过于软弱，在孔内水压力下产生漏水；钻机直接触及护筒，由于振动使孔口坍塌。
3.2.2 监理要点：
（1）督促施工单位提高泥浆质量，选用相对密度、粘度、胶体率较大的泥浆，如果钻孔土质是粉质砂土或亚粘土应增加粘土来制浆；
（2）增加护筒的埋置深度，使护筒底端不漏浆，确保孔内水压力大于孔外，增加孔壁侧压力。
3.2.3 处理方法：
（1）如果发生的孔口坍孔能用加大泥浆浓度来控制水位差，能使孔壁不再坍塌即可。
（2）如果发生孔内坍孔时，回填砂和粘土混合物，待回填物沉积密实后再进行钻进。
3.3 钻孔偏斜
现场钻成的桩孔，垂直度不竖直，斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜。钻孔偏斜会使钻孔灌注桩施工时钢筋笼难以吊入，以造成桩的承载力小于设计要求。
3.3.1 形成原因：
（1）桩机本身未竖直，平台未水平。
（2）扩孔较大处钻头摆动偏向一方。
（3）钻机产生不均匀沉降。
（4）钻杆弯曲，接头不正。
（5）在钻孔过程中遇大孤石或探头石。
3.3.2 监理要点：
（1）检查钻杆、钻架的垂直度，不符合要求，及时调整。
（2）加大桩机支撑面积，使桩机稳固，并保证桩机水平台水平。
（3）严格要求按规范要求配备钻杆。
3.3.3处理方法：在偏斜处钻头上下反复扫孔，使孔正直。
3.4 桩底沉渣量过大
3.4.1 产生的原因：二次清孔不彻底。
3.4.2 防治措施：认真检查，采用准确的测绳与测锤；注意二次清孔的质量。
4、结束语
由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，是最容易出现質量问题的一种基础形式。为了保证钻孔灌注桩成桩质量，在桥梁钻孔灌注桩的施工过程中，监理人员要严格按照设计图纸、规范进行检查和验收，发现不足及时进行记录和排查，严格控制施工中的每一道工序，采取有效的处理措施预防各类质量事故，以保证施工质量。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）.
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）.
【关键词】桥梁；钻孔灌注桩；质量；控制
1、钻孔桩施工工艺
钻孔前的准备工作：钻孔前的准备工作主要包括桩位放样，整理平整场地，布设施工便道，设置供电及供水系统，制作和埋设护筒，制作钻孔架，泥浆的制备和准备钻孔机具等。施工前，对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台，桩基处在旱地时，清除杂物后进行夯压密实。
钻孔桩施工基本使用钢护筒，采用10mm钢板制作，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。所做的护筒直径比桩径大20cm左右，长度为适宜的护筒埋深加高出部分。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，护筒周围和护筒底接触紧密，保证其位置偏差不大于50mm，倾斜度不大于1%。
泥浆池及泥浆制作
泥浆池的设置：泥浆制备储备池、泥浆回收沉淀池和钻渣储存池的布置要紧凑合理，泥浆池容量要满足泥浆循环需要。
泥浆配制及使用：根据膨润土的性能，土层护壁需要确定泥浆配合比和需要数量，并进行泥浆性能试验。
泥浆比重：正循环旋转钻和冲击钻入孔泥浆比重宜采用1.1-1.3，遇有卵石层及地质条件变化界面不宜大于1.4；岩石不宜大于1.2；黏度：一般地层16-22s，松散易坍地层19-28s；含砂率：新制泥浆不大于4%；胶体率：不小于95%。PH值：应大于6.5。泥浆制备时采用泥浆搅拌机在孔外制浆。
钻机就位：埋设好护筒后，即可进行钻机就位，就位时，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于50mm.
2、钻孔桩主要工序及控制要点
2.1 在灌注桩施工前，应做以下工作：①检查施工单位质量、安全保证体系及保证措施，检查施工管理人员执业资格证书、特种作业人员的特种作业证书。②对分包单位资格进行审核（若有）。③审批桩基施工专项方案。④检查桩基施工机具。⑤编制专项监理实施细则和安全监理实施细则。
2.2 钻机就位前复核桩位。检查护筒埋设的平面位置及标高，护筒埋入原状土中应保证准确、稳定、垂直，护筒中心与桩位中心应保证重合，其中心偏差不得大于50mm，护筒顶端宜高出地下水位1.5～2.0m，护筒处于旱地时应高出地面0.3m，验收合格后必须用粘土、碎石将其外侧夯实加以固定。
2.3钻进过程中，检查护壁泥浆是否符合施工组织设计要求，对钻进过程出现的异常情况及时记录。同时要检查钻机的平整情况。
2.4终孔钻进至设计要求的桩底标高后，停止钻进，丈量机上余尺，确定深度。
终孔后进入一清阶段，一清宜用慢转速，大泵量进行清孔。一清的主要目的是清渣，一清结束，起钻前核定孔深，为二清控制沉渣打好基础。
2.5钢筋笼现场制作过程中，对需下孔的钢筋笼检查几何尺寸、钢筋的规格、焊接质量、螺旋筋、加劲筋间距和与主筋点焊质量，并严格进行钢筋质检。所用焊条必须有合格证，焊条要求Ⅰ级钢与Ⅰ级钢、Ⅰ级钢与Ⅱ级钢的焊接，采用E43型焊条，Ⅱ级钢与Ⅱ级钢的焊接采用E50型焊条。所下钢筋笼采用分段连接，周边应每隔3.0m设一组保护层，保护层一组3块，以满足桩基保护层厚度要求。放置钢筋笼时，要根据各孔地（筒）面标高情况检查吊筋长度及固定情况。钢筋笼制作：钢筋型号、尺寸、钢筋间距，钢筋骨架刚度、保护层、钢筋笼焊接质量、声测管安装等应符合设计及规范要求。
2.6 导管使用前应预拼，并作水密试验，试压压力取最长孔深孔底水压力的1.3倍；封孔导管使用前应作预拉试验，预拉拉力取最长导管的自重及导管内充满混凝土的重量计（扣除浮力）。
2.7灌注混凝土前根据各桩孔地（筒）面标高，检查导管长度是否满足灌注要求，下部导管口到孔底应保持在400-600mm内，以便能使隔水塞排出。初灌结束后，正常灌注时，混凝土埋管不低于1-3m，但不要埋管太深，造成堵管。
2.8 钻孔成孔质量标准
钻孔灌注桩的孔位、孔径、倾斜度、孔深、沉淀厚度及清孔后泥浆指标控制如下：
3、常见的问题及预防措施
3.1 堵管处理
导管发生堵塞的原因有：初灌时导管离孔底太近，颠管时导管底部插入沉渣中导致堵塞；级配或水灰比不正确出现混凝土离析，使混凝土的流动性降低；混凝土中夹有较大石子，卡住导管；混凝土灌注不连续、在管中停留时间太长，使已灌注的水下混凝土凝固，也会出现导管堵塞。若初灌时发生堵塞现象，不要存在迁就施工想法，应马上要求施工人员将导管提出，将导管内的混凝土取出，及时清除导管内混凝土，并重新将导管下入孔底再次清孔，孔深经监理人员检查并符合要求后可重新灌注混凝土。
3.2 塌孔
3.2.1 塌孔的成因
孔壁坍塌一般是因預先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。监理人员必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜；再者，在特殊地层钻进应要求采用优质泥浆护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的作法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，以保证桩身质量。
在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度，胶体率的泥浆或高质量泥浆，冲击钻孔时投入粘土，掺片，卵石，低冲程锤击，使粘土膏片，卵石挤入孔壁起护壁作用。 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上 1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。
清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度，供浆（水）管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。
吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止，应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；在钻孔过程中，如果出现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣明显增加，而进尺慢或停止，就表示有坍孔。一旦坍孔，钻孔就无法进行，易造成掉钻，埋钻事故。成孔速度太快，泥浆护壁来不及形成泥膜，泥浆浓度和密度不足，起不到可靠的护壁的作用；护筒深度不够，下端孔口处过于软弱，在孔内水压力下产生漏水；钻机直接触及护筒，由于振动使孔口坍塌。
3.2.2 监理要点：
（1）督促施工单位提高泥浆质量，选用相对密度、粘度、胶体率较大的泥浆，如果钻孔土质是粉质砂土或亚粘土应增加粘土来制浆；
（2）增加护筒的埋置深度，使护筒底端不漏浆，确保孔内水压力大于孔外，增加孔壁侧压力。
3.2.3 处理方法：
（1）如果发生的孔口坍孔能用加大泥浆浓度来控制水位差，能使孔壁不再坍塌即可。
（2）如果发生孔内坍孔时，回填砂和粘土混合物，待回填物沉积密实后再进行钻进。
3.3 钻孔偏斜
现场钻成的桩孔，垂直度不竖直，斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜。钻孔偏斜会使钻孔灌注桩施工时钢筋笼难以吊入，以造成桩的承载力小于设计要求。
3.3.1 形成原因：
（1）桩机本身未竖直，平台未水平。
（2）扩孔较大处钻头摆动偏向一方。
（3）钻机产生不均匀沉降。
（4）钻杆弯曲，接头不正。
（5）在钻孔过程中遇大孤石或探头石。
3.3.2 监理要点：
（1）检查钻杆、钻架的垂直度，不符合要求，及时调整。
（2）加大桩机支撑面积，使桩机稳固，并保证桩机水平台水平。
（3）严格要求按规范要求配备钻杆。
3.3.3处理方法：在偏斜处钻头上下反复扫孔，使孔正直。
3.4 桩底沉渣量过大
3.4.1 产生的原因：二次清孔不彻底。
3.4.2 防治措施：认真检查，采用准确的测绳与测锤；注意二次清孔的质量。
4、结束语
由于钻孔灌注桩的施工大部分在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能按照地面结构物一样验收，是最容易出现質量问题的一种基础形式。为了保证钻孔灌注桩成桩质量，在桥梁钻孔灌注桩的施工过程中，监理人员要严格按照设计图纸、规范进行检查和验收，发现不足及时进行记录和排查，严格控制施工中的每一道工序，采取有效的处理措施预防各类质量事故，以保证施工质量。
参考文献：
[1]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）.
[2]《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ2-2008）.